有效处理220kV线路事故

【任务描述】

220 kV 线路属于输电线路,当220 kV 电力线路发生故障时,电能无法从发电厂送到变电站或从一个变电站送到另一个变电站,故障造成的停电范围广、损失大。 值长组织各自学习小组在变电仿真环境下,认真学习运行规程、调度规程,针对220 kV 线路故障进行事故分析,完成事故处理步骤。

【任务准备】

课前预习相关知识部分。 根据变电站主接线和运行方式,经讨论后制订线路事故的处理预案,并独立回答下列问题。

1.说明仿真变电站中220 kV 线路的运行方式。

2.220 kV 线路一般配置了哪些保护和自动装置? 其与110 kV 线路保护和自动装置有什么不同?

3.造成220 kV 线路故障的原因有哪些?

4.220 kV 线路发生永久性故障,什么情况下可以试送电一次?

5.在220 kV 线路事故处理中,到现场检查设备时需带哪些安全工器具?

【相关知识】

220 kV 线正常运行方式(以仿真变电站中杨黎Ⅰ线602 线路为例)

杨黎Ⅰ线602 线路连接220 kV 杨高变电站和黎托变电站。 杨黎Ⅰ线602 线路正常运行方式如下所述。

一次部分:杨黎Ⅰ线602 线路接在220 kVⅠ母上,602 断路器及两侧隔离开关6021、5123 合上,Ⅱ母侧隔离开关6022 断开、旁母侧隔离开关6025 断开;220 kVⅡ母由#1 主变通过610 断路器供电。

二次部分:220 kV 线路配置了两套线路保护装置、一套操作箱、两面柜组柜方案。 线路保护采用一套CSL-103B 数字式输电线路纵联电流差动保护装置,一套CSL-101D 数字式线路保护装置。 两套保护均配有独立的后备保护,实现了双主、双后备的线路保护。 线路保护功能如下:

(1)全线路速动主保护

CSL-103B 采用纵联光纤分相电流差动保护,CSL-101D 采用纵联高频距离、零序方向保护。

(2)后备保护

三段相间距离和接地距离、四段零序方向过流保护。

(3)重合闸

4 种重合闸方式,即单重方式、三重方式、综重方式、停用方式。

另外,每条线路屏柜还配有一套CSI-101C 数字式母联保护装置。 220 kV 母联CSI-101C数字式母联保护装置主要包括:两段过流保护区、两段零序过流保护、三相不一致保护、失灵保护及同期手合功能单元。

【任务实施】

在仿真机上设置220 kV 线路事故,根据事故处理基本原则及一般程序,通过事故分析,正确写出220 kV 线路事故的处理步骤;并结合《电业安全工作规程》、各级《调度规程》和其他有关规定进行事故处理。

设置事故1:220 kV 杨黎I 线602 线路近端A 瞬时性故障(保护、断路器动作正确,单重运行)

一、事故分析

当杨黎Ⅰ线602 线路近端A 相瞬时性故障(保护、断路器动作正确,单重运行)时,由杨黎Ⅰ线602 线路保护Ⅰ屏的高频方向(零序电流Ⅰ段)、保护Ⅱ屏的高频距离(接地距离Ⅰ段)动作,A 相跳开,重合闸动作,重合A 相成功。

按照事故处理的基本原则及一般程序,分析杨黎Ⅰ线602 线路近端A 瞬时性故障(保护、断路器动作正确,单重运行)的处理思路为:一次设备组、二次设备组分别对一、二次设备进行检查;杨黎Ⅰ线602 线路近端A 相瞬时性故障后恢复正常运行。

二、事故处理

通过以上事故分析,遵循《电业安全工作规程》、各级《调度规程》和其他有关规定,正确写出“杨黎Ⅰ线602 线路近端A 相瞬时性故障(保护、断路器动作正确,单重运行)”的处理步骤,并按步骤处理。

①记录事故发生时间及事故现象(一次系统接线图显示的跳闸断路器位置信息和相关表计指示:602 线路有功、无功、电流表指示均正常;220 kVⅠ#母线电压正常;告警信息窗显示的事故总信号;保护与重合闸动作信息;断路器跳闸信息;保护装置动作信息);恢复警报;汇报调度及有关人员(5 min 之内汇报)。

②二次设备组人员检查本站二次设备运行工况,主要检查本站监控机、故障录波屏、相关保护屏,记录保护动作情况并与监控机核对保护动作无误(220 kV 杨黎Ⅰ线保护Ⅰ屏的高频方向、零序电流Ⅰ段、动作,重合闸动作;220 kV 杨黎Ⅰ线保护Ⅱ屏的高频距离、接地距离Ⅰ段动作,重合闸动作;记录保护动作情况,复归保护信号;打印机打印保护动作情况。

③一次设备组人员穿绝缘靴,戴绝缘手套、安全帽,到现场检查602 断路器及相关设备均正常(检查220 kVⅠ母线、短路回路电气间隔其他设备均正常)。

④作好记录,汇报调度及有关领导。

设置事故2:220 kV 杨黎Ⅰ线602 线路近端A 永久性故障(保护、断路器动作正确,单重运行)

一、事故分析

当杨黎Ⅰ线602 线路近端A 相永久性故障(保护、断路器动作正确,单重运行)时,由杨黎Ⅰ线602 线路保护Ⅰ屏的高频方向、零序电流Ⅰ段、保护Ⅱ屏的高频距离、接地距离Ⅰ段动作,A 相跳开,重合闸动作,重合A 相不成功后跳三相。

按照事故处理的基本原则及一般程序,分析杨黎Ⅰ线602 线路近端A 永久性故障(保护、断路器动作正确,单重运行)的处理思路为:一次设备组、二次设备组分别对一、二次设备进行检查;将杨黎Ⅰ线602 线路隔离;将杨黎Ⅰ线602 线路转检修。

二、事故处理

通过以上事故分析,遵循《电业安全工作规程》、各级《调度规程》和其他有关规定,正确写出“杨黎Ⅰ线602 线路近端A 相永久性故障(保护、断路器动作正确,单重运行)”的处理步骤,并按步骤处理。(www.xing528.com)

①记录事故发生时间及事故现象(一次系统接线图显示的跳闸断路器位置信息602 断路器变绿色闪光,相关表计指示602 线路有功、无功、电流表显示均为0;220 kVⅠ母电压正常;告警信息窗显示的事故总信号;保护与重合闸动作信息;断路器跳闸信息;保护装置动作信息);恢复警报;汇报调度及有关人员(5 min 之内汇报)。

②二次设备组人员检查本站二次设备运行工况,主要检查本站故障录波器、监控机,602线路测控屏、602 线路保护Ⅰ屏和Ⅱ屏、220 kV 母线保护屏Ⅰ屏和Ⅱ屏、主变保护Ⅰ屏和Ⅱ屏保护动作情况,核对监控机与保护屏的保护动作一致(220 kV 杨黎Ⅰ线602 线路保护Ⅰ屏的高频方向、零序电流Ⅰ段、保护Ⅱ屏的高频距离、接地距离Ⅰ段动作,失灵保护动作,重合闸动作);记录保护及自动装置动作情况,复归保护信号;打印机打印保护动作情况;复归602 断路器手把停止闪光。

③一次设备组人员穿绝缘靴,戴绝缘手套、安全帽,到现场检查跳闸断路器602 断路器位置,602 断路器及相关设备(检查发现杨黎Ⅰ线602 线路避雷器A 相瓷瓶闪络,110 kVⅡ母线、短路回路电气间隔其他设备均正常)。

④向调度汇报检查情况,请示下一步处理意见。

⑤根据调度令,隔离故障线路220 kV 杨黎Ⅰ线602 线路(检查602 断路器已拉开;将602 断路器远近控切至近控,拉开6023 隔离开关,并检查6023 隔离开关在分闸位置,拉开6021 隔离开关,并检查6021、6082、6085 隔离开关在分闸位置,退出602 重合闸出口压板、退出220 kV 母差、失灵跳602 压板)。

⑥作好记录,将情况汇报调度和有关领导,将220 kV 杨黎Ⅰ线602 线路转入检修状态,安排220 kV 杨黎Ⅰ线602 线路检修(在220 kV 杨黎Ⅰ线602 线路6023 隔离开关线路侧验电确无电压,合上220 kV 杨黎Ⅰ线602 线路6023-1 接地刀闸;在220 kV 杨黎Ⅰ线602 线路6023 隔离开关操作把手上、602 断路器操作把手上挂“禁止合闸,线路有人工作!”标示牌,退出602 保护出口压板,拉开602 断路器控制、储能电源快分开关)。

⑦将上述情况汇报调度及有关人员,同时准备好220 kV 杨黎Ⅰ线602 线路送电的操作票。

设置事故3:220 kV 杨黎Ⅰ线运行中带电误合线路侧6023-1 接地刀闸(602 断路器拒动)

一、事故分析

当220 kV 杨黎Ⅰ线运行中带电误合线路侧6023-1 接地刀闸(602 断路器拒动)时,由杨黎Ⅰ线602 线路保护Ⅰ屏的高频方向、零序电流Ⅰ段、保护Ⅱ屏的高频距离、接地距离Ⅰ段动作。 因602 断路器拒动,220 kV 失灵保护动作出口跳开606、600、610 断路器切除故障。

按照事故处理的基本原则及一般程序,分析220 kV 杨黎Ⅰ线运行中带电误合线路侧6023-1 接地刀闸(602 断路器拒动)的基本处理思路为:将运行值班人员分为一次设备组、二次设备组,分别对一、二次设备进行检查;将220 kV 杨黎Ⅰ线602 线路及6023-1 接地刀闸和拒动断路器602 断路器隔离;恢复220 kVⅠ母线、#1 主变610 断路器、606 线路供电;将6023-1 接地刀闸和拒动断路器602 断路器转检修。

二、事故处理

通过以上事故分析,遵循《电业安全工作规程》、各级《调度规程》和其他有关规定,正确写出“220 kV 杨黎Ⅰ线运行中带电误合线路侧6023-1 接地刀闸(602 断路器拒动)”的处理步骤,并按步骤处理。

①记录事故发生时间及事故现象(一次系统接线图显示的跳闸断路器位置信息606、600、610 断路器变绿色闪光,相关表计指示602 线路有功、无功、电流表显示均为0;606、600、610 断路器回路有功、无功、电流表显示均为0;220 kVⅠ母失压,220 kVⅠ母电压表显示为0;告警信息窗显示的事故总信号、保护与重合闸动作信息、断路器跳闸信息、保护装置动作信息);恢复警报;汇报调度及有关人员(5 min 之内汇报)。

②二次设备组人员检查本站二次设备运行工况,主要检查本站故障录波屏、监控机,602和606 线路测控屏、602 和606 线路保护Ⅰ屏和Ⅱ屏、220 kV 母线保护屏Ⅰ屏和Ⅱ屏、#1 主变保护Ⅰ屏和Ⅱ屏保护动作情况,核对监控机与保护屏的保护动作一致(220 kV 杨黎Ⅰ线602 线路保护Ⅰ屏的高频方向、零序电流Ⅰ段、保护Ⅱ屏的高频距离、接地距离Ⅰ段动作,220 kV失灵保护动作,故障录波动作);记录保护及自动装置动作情况,复归保护信号;打印机打印保护动作情况;记录保护动作情况,复归保护信号;打印机打印保护动作情况故障录波情况;复归606、600、610 手把停止闪光。

③一次设备组人员穿绝缘靴,戴绝缘手套、安全帽,到现场检查跳闸断路器606、600、610断路器实际位置在分闸位置;距跳断路器602 断路器仍在合闸位置;检查602、606 间隔设备、220 kVⅠ母及相关设备,发现6023-1 接地刀闸烧损严重,其他设备正常。

④向调度汇报检查情况,根据上述情况判断为误合6023-1 接地刀闸,602 断路器拒动。

⑤根据调度令,隔离故障线路220 kV 杨黎Ⅰ线602 线路6023-1 接地刀闸和拒动的602断路器(试拉602 断路器,不能拉开;解锁拉开6021 隔离开关并检查6021、6022、6025 隔离开关在分闸位置;拉开6023 隔离开关)。

⑥恢复220 kVⅠ母、610 断路器供电(投入220 kV 母线充电保护压板;合上母联600 断路器;检查220 kVⅠ母受电正常;解除220 kV 母联充电保护压板;合上610 断路器)。

⑦经调度同意合上606 断路器,恢复606 线路供电。

⑧将220 kV 杨黎Ⅰ线602 线路6023-1 接地刀闸和拒动断路器602 断路器转检修状态,安排6023-1 接地刀闸和拒动断路器602 断路器检修(在杨黎Ⅰ线6023-1 接地刀闸靠线路侧验电确无电压,在杨黎Ⅰ线6023-1 接地刀闸靠线路侧装设接地线;在杨黎Ⅰ线602 线路6021 隔离开关断路器侧验电确无电压,合上6022-1 接地刀闸;拉开杨黎Ⅰ线602 断路器电机电源快分开关;拉开220 kV 杨黎Ⅰ线602 线路保护Ⅱ屏分相操作箱电源快分开关;在杨黎Ⅰ线602 线路6025 隔离开关、6021、6022 隔离开关操作把手上挂“禁止合闸,线路有人工作!”标示牌)。

⑨将上述情况汇报调度及有关人员,同时准备好220 kV 杨黎Ⅰ线602 线路送电的操作票。

【拓展提高】

一、高频保护的特点

为快速切除高压输电线路上任一点的短路故障,将线路两端的电气量转化为高频信号,然后利用高频通道,将此信号送到对端进行比较,决定保护是否动作,这种保护称为高频保护。 常见高频保护有高频闭锁方向保护、高频闭锁距离保护、高频闭锁零序电流保护等。 高频保护的最大优点是发生内部故障时可瞬时切除故障,在发生外部故障时可起到后备保护的作用。 其缺点是主保护(高频保护)和后备保护(距离保护)的接线互相连在一起,不便于运行和检修。

二、失灵保护的特点

断路器失灵保护是指故障电气设备的继电保护动作发出跳闸命令而断路器拒动时,利用故障设备的保护动作信息与拒动断路器的电流信息构成对断路器失灵的判别,能够以较短的时限切除同一厂站内其他有关的断路器,使停电范围限制在最小,从而保证整个电网的稳定运行,避免造成发电机、变压器等故障元件的严重烧损和电网的崩溃瓦解事故。

在“220 kV 杨黎Ⅰ线运行中带电误合线路侧6023-1 接地刀闸(602 断路器拒动)”的事故处理过程中,虽然220 kV 杨黎Ⅰ线保护正确动作,但因602 断路器拒动,由220 kV 失灵保护动作跳开606、600、610 断路器切除故障,使停电范围扩大,但保护了母线、变压器等设备。

三、综合重合闸的重合闸方式

综合重合闸的重合闸方式有单相重合闸方式、三相重合闸方式、综合重合闸方式、综合重合闸停用方式。

(1)单相重合闸方式功能

线路上发生单相故障时,只跳开故障相,然后进行单相重合;当重合到永久性单相故障,系统又不允许长期非全相运行时,则跳三相不再进行自动重合。 线路上发生相间故障时,保护动作跳开三相不进行自动重合。

(2)三相重合闸方式功能

线路上发生任何形式的故障时,均实行三相自动重合闸;当重合到永久性故障时,则跳三相不再进行自动重合。

(3)综合重合闸方式功能

线路上发生单相故障时,只跳开故障相,实行单相自动重合闸;当重合到永久性单相故障,系统又不允许长期非全相运行时,则跳三相不再进行自动重合。 线路上发生相间故障时,跳开三相,实行三相自动重合闸;当重合到永久性相间故障时,跳三相不再进行自动重合。

(4)综合重合闸停用方式功能

线路上发生任何形式的故障时,保护动作均跳三相,不进行自动重合。 这种方式亦被称为直跳方式。